汽车塑料产品结构设计的一般原则及精度

塑料制品的结构设计规范1双林汽车部件股份有限公司企业技术规范塑料制品的结构设计规范-10-20发布 -10-XX实施双林汽车部件股份有限公司发布塑料制品的结构设计又称塑料制品的功能特性设计或塑料制品的工艺性。

§1 塑料制品设计的一般程序和原则1.1 塑料制品设计的一般程序1、详细了解塑料制品的功能、环境条件和载荷条件2、选定塑料品种3、制定初步设计方案, 绘制制品草图( 形状、尺寸、壁厚、加强筋、孔的位置等)4、样品制造、进行模拟试验或实际使用条件的试验5、制品设计、绘制正规制品图纸6、编制文件, 包括塑料制品设计说明书和技术条件等。

1.2 塑料制品设计的一般原则1、在选料方面需考虑: (1) 塑料的物理机械性能, 如强度、刚性、韧性、弹性、吸水性以及对应力的敏感性等; (2) 塑料的成型工艺性, 如流动性、结晶速率, 对成型温度、压力的敏感性等; (3) 塑料制品在成型后的收缩情况, 及各向收缩率的差异。

2、在制品形状方面: 能满足使用要求, 有利于充模、排气、补缩, 同时能适应高效冷却硬化( 热塑性塑料制品) 或快速受热固化( 热固性塑料制品) 等。

3、在模具方面: 应考虑它的总体结构, 特别是抽芯与脱出制品的复杂程度。

同时应充分考虑模具零件的形状及其制造工艺, 以便使制品具有较好的经济性。

4、在成本方面: 要考虑注射制品的利润率、年产量、原料价格、使用寿命和更换期限, 尽可能降低成本。

§2 塑料制品的收缩塑料制品在成型过程中存在尺寸变小的收缩现象, 收缩的大小用收缩率表示。

%10000⨯-=L LL S 式中S ——收缩率;L 0——室温时的模具尺寸; L ——室温时的塑料制品尺寸。

影响收缩率的主要因素有:(1) 成型压力。

型腔内的压力越大, 成型后的收缩越小。

非结晶型塑料和结晶型塑料的收缩率随内压的增大分别呈直线和曲线形状下降。

(2) 注射温度。

温度升高, 塑料的膨胀系数增大, 塑料制品的收缩率增大。

塑料产品结构设计注意事项1、塑料产品开发的结构设计原则⑴、结构设计要合理：装配间隙合理，所有插入式的结构均应预留间隙；保证有足够的强度和刚度(安规测试)，并适当设计合理的安全系数。

⑵、塑件的结构设计应综合考虑模具的可制造性，尽量简化模具的制造。

⑶、塑件的结构要考虑其可塑性，即零件注塑生产效率要高，尽量降低注塑的报废率。

⑷、考虑便于装配生产(尤其和装配不能冲突)。

⑸、塑件的结构尽可能采用标准、成熟的结构，所谓模块化设计。

⑹、能通用/公用的，尽量使用已有的零件，不新开模具。

⑺、兼顾成本。

2、材料的选取⑴、ABS：高流动性，便宜，适用于对强度要求不太高的部件（不直接受冲击，不承受可靠性测试中结构耐久性的部件），如内部支撑架（键板支架、LCD支架）等。

还有就是普遍用在电镀的部件上（如按钮、侧键、导航键、电镀装饰件等）。

目前常用奇美PA-757、PA-777D等。

⑵、PC+ABS：流动性好，强度不错，价格适中。

适用于作高刚性、高冲击韧性的制件，如框架、壳体等。

常用材料代号：拜尔T85、T65。

⑶、PC：高强度，价格贵，流动性不好。

适用于对强度要求较高的外壳、按键、传动机架、镜片等。

常用材料代号如：帝人L1250Y、PC2405、PC2605。

⑷、POM具有高的刚度和硬度、极佳的耐疲劳性和耐磨性、较小的蠕变性和吸水性、较好的尺寸稳定性和化学稳定性、良好的绝缘性等。

常用于滑轮、传动齿轮、蜗轮、蜗杆、传动机构件等，常用材料代号如：M90-44。

⑸、PA坚韧、吸水、但当水份完全挥发后会变得脆弱。

常用于齿轮、滑轮等。

受冲击力较大的关键齿轮，需添加填充物。

材料代号如：CM3003G-30。

⑹、PMMA有极好的透光性，在光的加速老化240小时后仍可透过92%的太阳光，室外十年仍有89%，紫外线达78.5%。

机械强度较高，有一定的耐寒性、耐腐蚀，绝缘性能良好，尺寸稳定，易于成型，质较脆，常用于有一定强度要求的透明结构件，如镜片、遥控窗、导光件等。

塑料制品的设计塑料制品的设计不仅要满足使用要求，而且要符合塑料成型的工艺特点，并且尽可能的使模具简单化。

这样既是成型工艺稳定，保证塑料制品的质量，又可以降低生产成本。

塑料制品要考虑一下因素。

1、塑料性能：塑料的物理学性能和工艺性能。

2、成型方法：要看具体的成型工艺要确定设计法案。

3、模具结构和制造工艺：要利于模具结构简化和方便制造。

一、塑料制品结构设计的一般原则1、力求使制品结构简单，避免侧向凹凸结构,使模具结构简单，易于制造；设计塑料制品时，应满足塑料制品功能的要求的前提下，力求使制品结构简单，尤其是要尽量避免侧向凹凸结构。

因为侧向凹凸结构需要模具增加侧向抽心或斜顶机构，使得模具变复杂，并增加成本。

如果侧向凸凹结构不可避免，则应该使侧向凸凹结构简单化，这里有两种方法可以避免模具采用侧向抽心或斜顶机构：强行脱模和对插。

•注：关于强行脱模：1） 当侧向凹凸较浅且允许有圆角时，可强行脱模； 2）可强行脱模的塑料有PE 、PP 、POM 和PVC 等；斜顶上图的W 不宜小于1/3H 。

制品设计时除了尽量避免侧向抽心外，还力求时模具的其它结构也简单耐用，主要包括一下几方面。

(1) 模具成型零件上不得有尖利和薄弱结构。

模具上的尖利或薄弱结构会影响模具强度及使用寿命。

制品设计时应尽量避免这种现象出现。

制品模具（2）尽可能使成型零件简单易加工。

型芯复杂，难以加工型芯则较容易加工（3）尽量使分型面变得简单。

简单的分型面使模具加工容易，生产时不易产生飞边，容易切除水口。

分型线为阶梯形状，模具加工困难改为直线或曲面，使得模具加工较为容易2、壁厚均匀，避免出现过厚或过薄的胶位壁厚均匀为塑料制件设计的第一原则，应尽量避免出现过厚或过薄的胶位。

这一点即使在转角部位也非常重要。

因为壁厚不均会使制件冷却后收缩不均，造成凹陷，产生内应力、变形及破裂等。

另外，成型制件的冷却时间取决于壁厚角厚的部分，壁厚不均会使成型周期延长，降低生产效率。

汽车塑料参考标准全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：一、汽车塑料的种类及特性汽车中广泛使用的塑料种类主要包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、聚酯(PEE)、尼龙(PA)等。

这些塑料具有轻质、耐热、耐腐蚀、易加工等特性，能够满足汽车零部件对强度、耐用性和审美性的要求。

二、汽车塑料参考标准的制定目的1. 保障汽车塑料产品的质量。

制定统一的标准，可帮助汽车制造商和供应商确保汽车塑料产品的质量稳定，避免因原材料、工艺或设计等问题而导致产品质量不达标。

2. 促进汽车塑料产品的研发和创新。

标准的制定可以为汽车行业提供一个统一的技术指导和评价体系，鼓励企业加大研发投入，提高产品质量和技术水平。

3. 保障汽车安全。

汽车塑料在汽车结构、内饰、外观等方面均有重要作用，因此标准的制定也是维护汽车安全的重要手段。

汽车塑料参考标准通常包括以下几个方面的内容：1. 原材料要求：对汽车塑料所需的原材料进行规范，包括原材料的种类、品牌、质量要求等。

要求原材料符合国家相关标准，确保汽车塑料产品的稳定性和安全性。

2. 工艺要求：对塑料的生产和加工过程进行规范，包括生产设备、工艺流程、操作规范等。

要求生产过程符合环保要求，保证产品生产符合标准要求。

3. 产品性能要求：对汽车塑料产品的物理性能、化学性能、耐环境性能等进行规定，确保产品满足汽车工程要求，并能在各种环境下稳定工作。

4. 检测要求：对汽车塑料产品的检测方法和标准进行规定，确保产品质量的可控性和可追溯性。

包括原材料检测、生产过程检测、成品检测等。

5. 包装要求：对汽车塑料产品的包装要求进行规定，确保产品在运输和储存过程中不受损。

要求包装符合相关环保标准，减少对环境的污染。

汽车塑料参考标准的制定和实施对于汽车工业的健康发展至关重要。

通过推广应用汽车塑料参考标准，可以实现以下几个方面的效果：1. 提升汽车产业链的整体质量水平。

通过实施标准化管理，可以促进汽车零部件制造商的技术水平和质量意识提升，推动整个汽车产业链的质量改进。

塑胶产品结构设计规范8.⽂件类型（4）1.品质体系类⽂件2.环境和职业安全体系类⽂件3.社会责任体系类⽂件⽂件编号版本编号 1⽣效⽇期2010-11-04 (盖受控印章处)产品⼆部塑胶产品结构设计规范制订申请部门会签批准产品中⼼运管计划处品质管理部销售中⼼⼯程部制造中⼼资材中⼼产品⼆部和灼热燃烧时间，t2+t3是否允许样品燃尽否否否是否允许燃烧颗粒或滴落物引燃脱脂棉否否是表6.1.1-2 球压温度评定PC 包胶PIN脚的包胶部分塑胶材料PC+ABS、PPO恒温箱测试温度95°125°125°表6.1.1-3 灼热丝燃烧评定要求3PCS，样条750±10℃（外壳厚度>0.2mm，650±10℃）判定标准30S内⽆可见⽕焰，实验样品落下的燃烧或灼热颗粒，应做到绢纸不得起⽕，松⽊板不得烧焦表6.1.1-4 胶壳跌落评定要求3PCS，2⾯/次，1M，⽔泥地⾯判定标准跌落后，外壳⽆破裂，⾼压测试能通过，电性正常6.1.2 壁厚选择塑件的壁厚要根据产品的具体要求、所选材料的性能、塑件外形的复杂程度及⼤⼩等因素确定，应尽量做到各部分壁厚均匀。

另外，需注意最⼩壁厚设计必须满⾜安规要求，具体可参考材料UL黄卡。

壁厚的选择应遵循以下原则：1、平⾯准则在⼤部份热融过程操作，包括挤压和固化成型，均⼀的壁厚是⾮常的重要的。

厚胶的地⽅⽐旁边薄胶的地⽅冷却得⽐较慢，并且在相接的地⽅表⾯在浇⼝凝固后出现收缩痕。

更甚者引致产⽣缩⽔印、热内应⼒、挠曲部份歪曲、颜⾊不同或不同透明度。

若厚胶的地⽅渐变成薄胶的是⽆可避免的话，应尽量设计成渐次的改变，并且在不超过壁厚3:1的⽐例下。

下图可供叁考:2、转⾓准则壁厚均⼀的要诀在转⾓的地⽅也同样需要，以免冷却时间不⼀致。

冷却时间长的地⽅就会有收缩现象，因⽽发⽣部件变形和挠曲。

此外，尖锐的圆⾓位通常会导致部件有缺陷及应⼒集中，集中应⼒的地⽅会在受负载或撞击的时候破裂。

汽车注塑模具设计与结构分析摘要：随着社会的发展,人们生活水平日益提高,汽车逐渐成为了人们生活的一部分。

人们对汽车的要求也越来越高,不仅要求汽车具有良好的使用性能,而且追求汽车具有良好的外形轮廓和舒适美观的内饰。

汽车外饰件主要指前后保险杠、轮眉、进气格栅、散热器面罩、防擦条等通过螺栓和卡扣或双面胶连接在车身上的部件。

在车身外部主要起装饰保护作用，主要由塑料件构成。

因此注塑模具的质量是影响汽车外饰的重要因素,研究汽车保险杠的模具设计具有重大的意义。

关键词：模具；模具设计；注塑；成型；保险杠模具是用以取得符合质量要求的塑料制品的关键之一，注塑用的模具应切实符合制品尺寸、精度及形状的要求。

模具设计合理与否直接影响塑料制品的收缩率，由于模具型腔尺寸是由塑料制品尺寸加上所估算的收缩率求得的，而收缩率则是由塑料生产厂家或工程塑料手册推荐的一个范围内的数值，它不仅与模具的浇口形式。

浇口位置与分布有关，而且与工程塑料的结晶取向性（各向异性）。

塑料制品的形状、尺寸、到浇口的距离及位置有关。

因此，在设计模具时必须考虑这些影响因素与注塑条件的关系及其表观因素，如注塑压力与模腔压力及充模速度、注射熔体温度与模具温度、模具结构及浇口形式与分布，以及浇口截面积、制品壁厚、塑料材料中增强填料的含量、塑料材料的结晶度与取向性等因素的影响。

上述因素的影响也因塑料材料不同，其它成型条件如温度、湿度、继续结晶化、成型后的内应力、注塑机的变化而不同。

1、可制造性分析1.1开模方向和分型线设计保险杠在开始设计时首先要确定其开模方向和分型线,检查零件所有断面是否存在无法脱模的负角,尽量避免侧壁凹槽或与脱模方向垂直的孔,以保证尽可能减少抽芯机构和消除分型线对外观的影响,这样可简化模具结构。

（1）开模方向确定后,产品的加强筋、卡扣、凸起等机构尽可能设计成与开模方向一致,以避免抽芯减少拼缝线,延长模具寿命。

（2）保险杠的开模方向一般为车身坐标X方向,如果开模方向设计成与X轴不一致,则必须在产品图中注明其夹角。

目录一、使用范围 (1)二、引用文件 (1)三、术语和定义 (1)四、数模分类和用途 (2)五、数模的输出格式和基本要求 (3)六、卡扣的典型安装结构 (8)七、自攻螺钉结构的技术要求 (17)八、聚丙烯（PE）酸泡棉胶带的选用 (18)九、注塑件工艺要求 (19)十、内外饰基础公差设计要求 (21)一、使用范围本规范规定了内外饰三维数模的基本要求、包含的内容、格式及一般工艺要求。

本设计规范适用于技术中心新开发或衍生开发车型的内外饰设计。

二、引用文件下列文件中的条款通过本设计规范的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本设计规范，然而鼓励根据本设计规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本设计规范。

汽车产品零部件编号规则电子类设计文件管理规定数模设计验收标准外饰件三维数模设计规范汽车产品塑料零部件结构设计规范车门外装饰板设计规范三、术语和定义3.1 一次开发件指一个部件，其由设计部门独立完成全部设计和性能开发的零部件。

3.2 二次开发件指一个部件，其需要由设计部门和供应商联合完成设计或完全由供应商进行设计开发。

因此，二次开发件分为黑匣子件和灰匣子件。

黑匣子件：由设计部门确定或确认供应商提供的安装硬点,由供应商负责完成结构、功能设计的零部件，其设计职责属于供应商；设计部门通常限制于要求与相关件接口连接和功能性要求的验证。

灰匣子件：指一个部件，其由设计部门负责局部设计（主要指满足整车结构需要的零部件修改部分），由供应商主导完成性能开发的零部件。

四、数模分类和用途4.1 在技术设计过程中，由于设计的不断深化，从而不同阶段有不同的数模精确度，为此内外饰三维数模又分成不同的阶段。

4.2 根据阶段不同，分别对内外饰三维数模进行定义并说明其用途，见表1表1五、数模的输出格式和基本要求5.1 三维数模输出格式要求三维数模以CATIA V5R17文件格式输出（如以UG格式输出，应与标准化部特别约定，版本则为UG2.0）5.2 数模版本要求输出数模文件名的构成由零部件编号、版本号、日期三个部分组成，版本号定义如下：S 为逆向数模、Y为工艺数模、Z为NC数模，详细要求按Q/CC JG011《电子类设计文件管理规定》执行。

第六章塑料件设计工艺塑胶件设计一般步骤塑料件是在工业造型的基础上进行的结构设计，首先看有无相似的产品借鉴，再对产品及零件进行详尽的功能分解，确定零件的折分、壁厚、脱模斜度、零件间的过渡处理、连接处理、零件的强度处理等主要工艺问题。

１）相似借鉴在设计前，首先应查找公司和同行类似的产品，原有的产品发生过那些问题，有那些不足，参考现有的成熟结构，避免有问题的结构形式。

２）确定零件折分、零件间的过渡、连接、间隙处理从造型图和效果图理解造型风格，配合产品的功能分解，确定零件折分的数目（不同的表面状态要么分为不同的零件，要么在不同的表面之间须有过度处理），确定零件表面间的过度处理，决定零件之间的连接方式，零件之间的配合间隙。

３）零件强度与连接强度的确定根据产品大小，确定零件主体壁厚。

零件本身的强度，由壁厚塑料件、结构形式（平板形状的的塑料件强度最差）、加强筋与加强骨共同决定。

在决定零件的单个强度的同时，须确定零件之间的连接强度，改变连接强度的方法有，加螺钉柱，加止口，加扣位，加上下顶住的加强骨。

４）脱模斜度的确定脱模斜度要根据材料（PP，PE硅胶，橡胶能强行脱模）、表面状态（饰纹的斜度要比光面的大，蚀纹面的斜度尽可能比样板要求的大0.5度，保证蚀纹表面不被损伤，提高产品的良品率）、透明与否决定零件应有的脱模斜度（透明的斜度要大）等因素综合确定。

公司不同的产品系列推荐的材料种类。

表6-1 不同塑料零件的推荐材料塑胶件的表面处理表6-2 塑料表面处理的选择塑胶件的工艺技术要求.塑胶件零件的壁厚选择塑胶件，对壁厚均匀性有要求，壁厚不均匀工件将有缩水痕迹，要求加强筋与主体壁厚的比值最好为0.4以下，最大比值不超过0.6.塑胶零件的脱模斜度在立体图的构建中，凡影响外观，影响装配的地方需要画出斜度，加强筋一般不画斜度。

塑胶零件的脱模斜度由材料，表面饰纹状态，零件透明与否决定。

硬质塑料比软质塑料的脱模斜度大，零件越高，孔越深，斜度越小。